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Linux コーナ
お待たせしました! 連載再開
ハードを隠ぺいしたお任せ OS を組み込みで使う可能性を探る
実験リサーチ!
カーネル内部
とことん可視化計画
Linux応答時間 の 実力
第
7 回 カーネル圧縮方式と起動時間の関係
裏に 32M バイトのフラッシュ ROM
ターゲット基板CAT724＋EB724A
自作ブートローダ
を書き込む
SH-4Aマイコン
SH7724
NORフラッシュ
ROM
32Mバイト
CPU
海老原 祐太郎
CPU ボード
CAT724
Linuxカーネルの
バイナリの圧縮方法
をいろいろ変えて
起動速度を測る
ターゲット：
SH4 プロセッサ
SH7724
図 1　今回の実験…さまざまな圧縮方式で Linux カーネルのバイ
ナリを作って自作ブートローダで起動する
Linux カーネルは，バイナリとしてブートローダ
から起動されます．このブートローダを自作すれば，
マイコンの内蔵フラッシュや外付けフラッシュなど，
環境に応じて Linux を起動できるようになります．
今回は，カーネルのバイナリを呼び出すブートロー
ダを自作します．さらに，カーネルの圧縮方式をい
ろいろと変えて，CPU を起動してからカーネルをロー
ドするまでの時間や，バイナリのファイル・サイズ
を測ってみます．基板の構成や用途に応じてバイナ
リの圧縮方式を選べるようになります． （編集部）
こんな実験
● いろいろな形式で圧縮した Linux カーネルを
ブートローダで起動する
図 1 に実験の構成を示します．SH-4A マイコン搭載
基板用のブートローダを自作し，外付けの NOR フ
ベースボード EB724A には拡張コネクタが搭載されている
写真 1　実験に使用した SH-4A マイコン搭載 Linux ボード CAT724
とベースボード EB724A
ラッシュ ROM から CPU を起動し，圧縮された Linux
カーネルのバイナリを呼び出します．このカーネル・
バイナリはビルド時に圧縮方法を選べるので，デフォ
ルトの gzip 圧縮，bzip2 圧縮，lzma 圧縮などのほか，
非圧縮などでバイナリを作ってロード時間やファイ
ル・サイズを調べます．その結果を表 1 に示します．
● ハードウェア
実験に使用するボードは，写真 1 に示す SH-4A マイ
表 1　カーネルの圧縮方法をいろいろ変えてみた
デフォルトの圧縮方式 gzip（gz）を基準として測定した
圧縮方式
ロード時間［ms］
zImage（gz）
圧縮方式
サイズ［バイト］
非圧縮（vmlinux.bin）
560
34%
非圧縮（vmlinux.bin）
4,781,408
191%
zImage（gz 圧縮）
1,648
100%
zImage（gz 圧縮）
2,506,784
100%
zImage（bzip2 圧縮）
4,733
287%
zImage（bzip2 圧縮）
2,383,904
95%
zImage（lzma 圧縮）
3,815
231%
zImage（lzma 圧縮）
2,056,224
82%
zImage（xz 圧縮）
3,328
202%
zImage（xz 圧縮）
2,056,224
82%
zImage（lzo 圧縮）
770
47%
zImage（lzo 圧縮）
2,711,584
108%
（a）ロード時間
152
zImage（gz）
（b）カーネルのファイル・サイズ
第 1 回　電源投入からカーネルが起動するまでの動作（2013 年 11 月号）
第 2 回　ハード制御で需要! 割り込み処理を時間で終わらせる三つのしくみ（2013 年 12 月号）
第 3 回　マルチタスク OS のキモ! タスク切り替えの基本動作（2014 年 1 月号）
2014 年 9 月号